现代生物进化理论的主要内容件省公共课一等奖全国赛课获奖课件

第二节当代生物进化理论主要内容第1页现代生物进化理论的主要内容：(1)种群是生物进化基本单位(2)突变和基因重组产生进化原材料

(3)自然选择决定生物进化方向

(4)隔离造成物种形成第2页情景：假如在灰色翅（基因型为aa)昆虫群体中,偶然出现一只绿色翅（Aa)变异个体，而且绿色比灰色更不轻易被敌害发觉。按照达尔文“适者生存，不适者被淘汰”观点，昆虫翅色将怎样改变？假如该绿色个体（Aa）能很好生活下来，它体内A基因怎样才能传递给它下一代呢

？假如Aa与其它个体交配生殖，后代还会是绿色吗？请写出遗传图解。第3页XAAAa绿翅AA绿翅（3）P:Aa绿翅配子AaAF1:绿翅aa灰翅XAaAa绿翅AA绿翅（2）Aa配子AaAaAa绿翅P:F1:绿翅绿翅aa灰翅XAaAa绿翅（1）aa配子AaaP:F1:绿翅灰翅第4页

有利变异个体（绿翅）内有利基因（A），只有在群体中，经过有性生殖才能世代延续。所以硕士物进化仅仅研究个体表现型是否与环境相适应是不够，还必须研究群体基因组成改变。这个群体就是种群！第5页（一）种群是生物进化基本单位1、定义：生活在一定区域同种生物全部个体。卧龙自然保护区全部熊猫云南金丝猴可可西里藏羚羊一种群基因频率改变与生物进化第6页2、种群特点：（1）种群中个体并不是机械地集合在一起，而是彼此能够交配，并经过繁殖将各自基因传给后代。（2）一个种群中应包含各年纪阶段全部个体第7页练习：以下四个选项中，属于种群是：（）A、生活在岛上全部蛇B、青白江区全部小叶榕树C、青海湖自然保护区全部鸟类D、一个菜市场全部鲤鱼B第8页

种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？种群是生物繁殖基本单位。第9页

性状是由基因控制，所以硕士物进化必须研究种群基因组成和改变。第10页3.基因库：一个种群中全部个体所含有全部基因。————基因库在代代相传过程中保持和发展第11页4.基因频率：（1）概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数百分比。（2）基因频率计算：例：某昆虫种群中，A为绿色翅,a为褐色翅，调查发觉AA、Aa、aa个体分别占30%、60%、10%、那么A、a基因频率是多少？第12页A：30%

+1/2×60%

=60%a:10%

+1/2×60%

=40%A:

（30×2+60）／200=60%

a：（60+10×2）／200=40%方法一：依据概念计算方法二：依据基因型频率计算某基因数目该基因及其等位基因总数×100%基因频率=该基因型个体数该种群个体总数×100%基因型频率=某基因频率=频率+1/2频率其纯合子基因型杂合子基因型第13页1、假设昆虫群体满足以下五个条件：①昆虫种群非常大，②全部雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④自然选择对A、a控制翅色这一相对性状没有作用⑤基因A和a都不产生突变。思索与讨论用数学方法讨论基因频率改变第14页亲代基因型频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)亲代基因频率A()a()F1代基因型频率AA()Aa()aa()F1代基因频率A()a()60%40%36%48%16%60%40%假如F1个体再自由交配，产生F2呢？第15页亲代子一代

子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%第16页假设群体满足以下五个条件：种群基因频率和基因型频率能够一代一代稳定不变，保持平衡，叫做遗传平衡定律，也叫哈代－温伯格定律。

设A基因频率=p，a基因频率=q，p+q=1

(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA基因型频率Aa基因型频率aa基因型频率1、种群足够大2、随机交配3、没有自然选择4、没有个体迁入迁出5、没有突变产生第17页3.会，要看这一突变对生物体是有益还是有害，这往往取决于生物生存环境。完成思索题：2.这五个条件都是影响种群基因频率改变原因。满足这五个假设条件种群是理想种群,在自然条件下,这么种群是不存在.即使前4个条件能够满足，但基因突变和染色体变异总会发生。这也从反面说明了在自然界中,种群基因频率迟早要发生改变,也就是说种群进化是必定.第18页1.在一个种群中随机抽出一定数量个体，其中基因型为AA个体占18%，基因型Aa个体占78%，aa个体占4%。基因型A和a频率分别是

，

。57％43％练习：第19页（二）突变和基因重组产生进化原材料基因突变、基因重组、染色体变异基因突变和染色体变异统称为突变。可遗传变异起源有？第20页自然界中突变频率很低，且突变大多数是有害，能作为生物进化原材料吗？2x10410-5108xx=2x107(个)每一代就会有大量突变思考：第21页某海岛上有翅昆虫出现残翅和无翅突变类型———突变有利与有害是相对，往往取决于生物生存环境。突变有利或有害是绝正确吗？第22页基因重组基因突变新等位基因各种多样基因型种群中出现大量可遗传变异变异是随机、不定向提供了进化原材料不能决定生物进化方向总结第23页种群是生物进化基本单位。突变和基因重组产生进化原材料（但不能决定进化方向）进化方向由谁决定呢？小结：第24页

19世纪中叶以前，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%以下。

20世纪中叶，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%以上。探究自然选择对种群基因频率影响第25页第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%71%26%29.2%14.6%56.1%61%26%74%29%13%升高降低提出问题：桦尺蠖种群中s基因（决定浅色性状）频率为何越来越低？作出假设：黑褐色生活环境，不利于浅色桦尺蠖生存，对黑色桦尺蠖生存有利，这种环境选择作用使该种群s基因频率越来越低。第26页(1)在这个探究试验中依据上面数据分析，变黑环境对桦尺蠖产生了什么样影响？变黑环境对桦尺蠖浅色个体出生率有影响吗？(2)在自然选择中，直接收选择是基因型还是表现型？变黑环境使控制浅色s基因频率降低,S基因频率增加有，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食天敌看到是桦尺蠖体色（表现型）而不是控制体色基因结论：自然选择决定生物进化方向自然选择使种群基因频率定向改变。第27页变异是不定向自然选择不利变异被淘汰,有利变异逐步积累种群基因频率发生定向改变生物朝一定方向不停进化（三）自然选择决定生物进化方向种群基因频率发生改变过程。生物进化实质：第28页例对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发觉：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因频率是()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%【解析】色盲是伴X染色体隐性遗传，女性色盲患者基因型是：XbXb

，女性携带者基因型是：XBXb，男性色盲患者基因型是：XbY。(男性无携带者)依据题意，780名女生中有患者23人、携带者52人，所以女性中Xb占：23×2＋52=98；820名男生中有患者65人，所以男性中Xb占：65Xb基因总数：98＋65＝163这么，该校学生中X染色体总数是：780×2＋820＝2380，这么该群体中色盲基因频率就是：163/2380=6.8%。相关基因频率计算(特例)第29页二、隔离与物种的形成第30页同一物种满足两个条件：1、自然状态下相互交配2、产生后代可育物种：指能够在自然状态下相互交配而且产生可育后代一群生物，简称“种”。（一）物种第31页全世界人都是一个物种吗？人都是一个物种，不论白人黑人黄种人结婚，都能产生含有生殖能力后代。马跟驴是一个物种吗？物种与种群有何关系？第32页种群物种概念生活在一定区域同种生物全部个体。种群是生物进化和繁殖基本单位。同一个群内个体之间能够进行基因交流分布在一定自然区域内，含有一定形态结构和生理功效，能够在自然状态下相互交配，而且产生可育后代一群生物范围较小范围同种生物个体由分布在不一样区域内同种生物许各种群组成判断标准种群具备“两同”同一地点，同一物种同一物种不一样种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代，不一样物种间存在生殖隔离联络一个物种能够包含许各种群，如同一个鲫鱼能够生活在不一样池塘、湖泊中，形成一个个彼此被陆地隔离种群同一物种多个种群之间存在地理隔离，长久发展下去可能成为不一样亚种(或品种)，进而形成多个新物种种群与物种比较第33页地理隔离:不一样物种之间普通是不能够相互交配，即使交配成功，也不能够产生可育后代现象。生殖隔离：因为地理上障碍使得同种生物不一样种群间不能够发生基因交流现象。（二）隔离种类指不一样种群间个体，在自然条件下基因不能自由交流现象。概念：（三）隔离在物种形成中作用第34页无生育能力，没有后代。自然状态下不能进行基因交流！第35页例：虎狮兽

狮虎兽第36页如东北虎(左)和华南虎(右)都是亚洲虎后代，因为长久地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成两个不一样亚种。例：东北虎与华南虎第37页这说明了什么？一个种群还是两个种群？还能发生交配吗？在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间能够自由交配，繁衍后代。以后山洪暴发，在山谷中形成了一条汹涌大河。将整个鼠种群分成了两个部分，二分之一在河这边，二分之一在那边。就这么过了几千年。以后，河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起。它们发觉彼此大不相同。还能算是同一个物种吗？假想第38页实例

22岁那年，达尔文以博物学者身份登上“贝格尔”号远航考查船，随船进行为期五年环球科学考查。第39页第40页加拉帕戈斯群岛上地雀实例第41页1.构想南美洲大陆一个地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群个体数量都不多。它们基因频率一样吗？

因为这两个种群个体数量都不够多，基因频率可能是不一样。资料分析第42页２．不一样岛屿上地雀种群，产生突变情况一样吗？不一样。因为突变是随机发生。资料分析第43页３．对不一样岛屿上地雀种群来说，环境作用有没有差异？这对种群基因频率改变会产生什么影响？不一样岛屿地形和植被条件不一样，所以环境作用会有差异，造成种群基因频率朝不一样方向改变。资料分析第44页４．假如这片海域只有一个小岛，还会形成这么各种地雀吗？不会。因为个体间有基因交流。资料分析第45页地理隔离突变、基因重组不一样______不一样生殖隔离一个种群A种群A1甲岛种群A1乙岛?_____改变不一样_____改变不一样?

基因频率基因频率自然选择新物种新物种______是物种形成必要条件BC？基因库不一样基因库不一样

新物种形成标志：___________隔离生殖隔离形成第46页地理隔离突变、基因重组、自然选择生殖隔离新物种加拉帕戈斯群岛上几个地雀南美洲地雀新物种形成标志：生殖隔离3.隔离在物种形成中作用第47页4.物种形成两种经典模式：AAAAAA（普通小麦）DD（黑麦）×AAA配子D配子AAAD（不育）AAAAAADD（八倍体小黑麦）秋水仙素处理例：八倍体小黑麦培育1、渐变式：2、骤变式:经过长久地理隔离而到达生殖隔离（比较常见方式）如异源多倍体，一出现，就形成生殖隔离第48页新物种形成，是否都需要经过地理隔离？多倍体形成不需经地理隔离。新物种形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离。第49页1.隔离是形成新物种_________，常见隔离类型有________和________，通常经过长久_____隔离常可到达____隔离。不一样地雀种群之间，一旦发生了_____隔离，就不会有______交流了。必要条件生殖隔离地理隔离地理生殖生殖基因练习巩固第50页2.以下哪项形成了新物种（）A.二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜B.桦尺蠖体色基因频率由S（95%）变成s(95%)C.马与驴交配产生了骡子D.克隆羊多利A第51页第52页物种形成与生物进化内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变改变后生物与原生物关系属于不一样物种可能属于一个物种二者联络①生物进化实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种界限，即生物进化不一定造成新物种形成②新物种形成普通是生物长久进化结果第53页*当代生物进化理论基本观点：生物进化基本单位原材料实质种群基因频率种群突变、基因重组定向改变自然选择决定方向物种形成必要条件隔离三个基本步骤第54页三共同进化与生物多样性形成第55页资料：

动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸羚羊进行研究时发觉，东岸羚羊群奔跑速度比西岸羚羊每秒钟竟快3米。为何差距如此之大？

经过观察和科学试验，动物学家终于明白，东岸羚羊之所以健壮，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中。１、共同进化：第56页捕食者存在是不是对被捕食者有害无益呢？捕食第57页捕食者存在是否对被捕食者有害无益？捕食者所捕食大多是被捕食者中年老、病弱或年幼个体，客观上起到促进种群发展作用。“精明捕食者”策略：捕食者普通不能将全部猎物吃掉，不然自己也无法生存。“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多物种，这么就会防止出现一个或几个生物在生态系统中占绝对优势局面，为其它物种形成腾出空间有利于增加物种多样性。第58页

在自然界，一个植物专门由一个昆虫传粉情形很常见，昆虫传粉专门化对植物繁衍后代有什么意义？

第一、跟风媒传粉相比，能提升传粉成功率。第二，促进共同进化。共同进化含义1：

不一样物种间共同进化第59页地球形成时原始大气中是没有氧气，不过伴随光合细菌出现，使得大气中有了氧气共同进化含义2：生物和无机环境间也存在共同进化。第60页

不一样物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不停进化和发展，这就是共同进化．

经过漫长共同进化过程，地球上不但出现了千姿百态物种，而且形成了各种多样生态系统，也就是形成了生物多样性．总而言之：第61页基因多样性：指遗传信息总和，包含地球上全部动物、植物、微生物个体基因。物种多样性：指地球上生命有机体多样性，当前被描述物种约175万种。生态系统多样性：指生物圈中生态环境、生物群落和生态过程多样性。

生物多样性形成经历了漫长进化历程。思索与讨论仔细观察教材124页图7—11，并分析讨论以下问题：2.生物多样性形成生物多样性三个层次第62页1.最早出现生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中?

最早出现生物是厌氧单细胞生物，它们生活在海洋中.2.多细胞生物大约是什么时候出现？它们生活在什么环境中？

多细胞生物大约是在寒武纪出现，它们生活在海洋中。3.最早登陆生物是植物还是动物，为何？最早登陆生物是植物，不然动物登陆后就会饿死。第63页4.同今天你看到地球相比，寒武纪时地球上生态系统有什么特点？当初陆地上还是一片荒凉，生物都生活在海洋中。5.恐龙是什么时候绝灭？物种绝灭对生物多样性产生怎样影响？

恐龙是在中生代后期（白垩纪末）绝灭。物种绝灭对生物多样性影响是复杂。恐龙绝灭有利于哺乳动物繁盛。了解生物进化历程主要依据是化石。第64页

生物进化大致历程35亿年前出现古细菌最早生物化石之后20亿年海洋中有少许蓝藻和细菌两极生态系统（只有生产者和分解者）15亿年前海洋中出现真核生物出现有性生殖，进化速度显著加紧（WHY？）5.7~5亿年前海洋中无脊椎动物物种大暴发生态系统第三极——消费者出现，对植物进化产生了主要影响第65页中生代→新生代裸子植物和被子植物饰演了生产者中主角，鸟类、哺乳类等成为地球上占优势动物类群逐步形成了复杂多样陆地生态系统总进化趋势简单→复杂水生→陆生低等→高等4亿年前植物登陆（主要是蕨类）随即出现了原始两栖类改变了陆地环境第66页二、生物多样性形成小结：1、生物多样性内容：基因多样性物种多样性生态系统多样性2、生物多样性形成进化历程化石了解进化历程主要依据是：生物进化历程可概括为：从原核生物到真核生物从无性生殖到有性生殖由简单到复杂，由低等到高等由水生到陆生，由原始异养厌氧到自养厌氧到自养需氧第67页关键：自然选择学说发展三、生物进化理论在发展中性突变理论：决定生物进化方向是中性突变逐步积累，而不是自然选择间断平衡学说：物种形成并不都是渐变结果，而是种群长久稳定与快速形成新种交替出现过程第68页课堂练习：1.以自然选择学说为关键当代生物进化理论认为,新物种形成是（）A、自然选择结果